利用高能酶生物燃料電池（EBFC）和十字形DNA（cDNA）制造了自供電的微RNA（miRNA）生物傳感設(shè)備。合成了硫硒共摻雜的石墨烯/金納米顆粒（S-Se-GR/Au NPs），并將其用作生物陰極和生物陽極的支撐基質(zhì)。葡萄糖氧化酶（GOD）通過酶中的氨基與Au NPs上的羧基之間的縮合反應(yīng)鍵合到羧基官能化的Au NPs上。精心設(shè)計了cDNA的超薄多孔碳?xì)?AuNPs互補(bǔ)鏈（UPCS/Au NPs-cDNA）。然后將鐵氰化鉀插入中孔UPCS/Au NPs中作為生物陰極電子受體，并合成十字形DNA生物共軛物作為信號放大器。添加目標(biāo)miRNA時，miRNA與生物陰極上的捕獲探針DNA之間發(fā)生雜交反應(yīng)，以打開捕獲探針DNA鏈。十字形DNA生物共軛物通過與生物陰極上捕獲的DNA堿基配對固定在生物陰極上，可以釋放電子受體[Fe(CN)
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3-，導(dǎo)致EBFC的開路電壓急劇增加。自供電生物傳感器在0.5-10000 fM的miRNA水平范圍內(nèi)線性響應(yīng)，檢測極限為1.5×10
-16 mol L
-1。自供電生物傳感器還可以檢測加標(biāo)血清樣品中的miRNA，證明了其在臨床應(yīng)用中的巨大潛力。
Figure 1. S-Se-GR的SEM圖(A)，TEM圖(B)和元素映射圖(C)；以及S-Se-GR/Au NPs的SEM圖(D)，TEM圖(E)和HRTEM圖(F)。
Figure 2. S-Se-GR/Au NPs/CP復(fù)合電極(A)和裸碳紙(B)的掃描電鏡圖；S-Se-GR/Au NPs/CP的HRSEM圖(C)；GOD/S-Se-GR/Au NPs/CP復(fù)合體的掃描電鏡圖(D)。
Figure 3. S-GR (A), Se-GR (B)和 S-Se-GR (C)的能譜分析；S-GR，Se-GR，S-Se-GR和S-Se-GR/Au NPs的XRD圖(D)，XPS圖(E)和拉曼圖(F)。
相關(guān)研究成果于2020年由信陽師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院Ke-Jing Huang課題組，發(fā)表在Nano Energy（doi:10.1016/j.nanoen.2019.104310）上。原文：Boosting Performance of Self-Powered Biosensing Device with High-Energy Enzyme Biofuel Cells and Cruciform DNA。
